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JFET 특성

예비 보고서





실험 주제

JFET 트렌지스터 특성

실험 목적

JFET 트랜지스터의 출력 특성, 드레인 특성, 그리고 전달 특성을 구한다.


실험 이론

1. FET (Field Effect Transistor)

 FET는 전개효과(Field Effect)의 트랜지스터이며 트랜지스터의 기능은 같지만 전압으로 전류를 제어한다는 점이 BJT하고 다르다. BJT에서는 전류로 전류를 제어한다.

 

BJT

FET

기본동작원리

전류로 전류제어

전압으로 전류제어

반송자 종류

쌍극성 소자

자유전자와 정공이

모두 전도 현상에 참여

단극성 소자

자유전자와 정공 중 하나만이
전도 현상에 참여

단자의 명칭

Base, Emitter, Collector

Gate, Source, Drain

장점

스피드가 빠름

전류 용량이 큼

입력 임피던스가 큼

온도에 덜 예민

제조가 간편 (IC 제조 용이)

동작 해석의 단순

소자의 구분

NPN / PNP

N 채널, P 채널

 

FETBJT보다 제조가 간편하여 IC 제조에 많이 쓰인다. 이는 제조에 필요한 공정 단계 및 사용 장비를 줄일 수 있으므로 단가가 싸지기 때문이다. 소자의 구분으로 BJT에서는 NPN, PNP 형태가 있는 반면 FET 에서는 N 채널, P 채널이 있다. 전류의 전도 현상에 정공이 참여하는 것을 P 채널이라 하며 자유전자가 참여 하는 것을 N 채널이라 한다.


1. FET 종류 및 기호

 

FET는 크게 JFET(접합형 FET)MOSFET(MOSFET)로 나눌 수 있다.

 

JFETN 채널과 P 채널로 나눌 수 있다. N 채널은 Gate에서 소자 방향으로 화살표가 표시되며, 반대로 소자에서 바깥쪽으로 전류가 나가는 것을 표시된 것을 P채널이라 한다.


MOSFETEnhancement MOSFET Depletion MOSFET로 나눈다.

 

3. N 채널 작동원리


N 채널, P 채널이라는 표시는 drainsource가 연결된 물질에 따라 표시 된다. 간단한 N 채널 JFET가 위 그림에 나타나있다. 여기서 drainsourceN 채널에 연결돼 있고, gateP 채널에 연결되어 있다. N 채널 반도체에 P 채널을 도핑하여 P-N 접합을 만드는 것이다.

이때 drain(+), source(-)를 걸어 주면 전류는 주 반송자(N 채널에서는 자유전자, P 채널에서는 정공)source-drain 채널을 통해 흐르게 된다.

N 채널의 물질은 drain에서 source까지의 전류 통로를 제공한다. N 채널 JFET에서는 drain(+)인가 함으로서 자유 전자가 drain쪽으로 이동하도록 한다. , 전류는 source 쪽으로 흐른다.

Gate , P형 반도체로 이루어지며 P-N 접합이 형성된다. 이때 P-N 접합은 반드시 역방향 바이어스(reverse bias)가 되어야 한다. 순방향 바이어스(forward bias)가 되면 전류가 흐르므로 전계효과 FET 소자로서 기능을 갖지 못한다.


실험 방법 및 순서


참고 문헌

- http://www.semipark.co.kr/semidoc/basic/jfet.asp?tm=1&tms=7

(Semipark / 반도체 입문 코너 > 반도체 기초자료)


실험 분석 및 토의

이번자료는 JFET 특성에 대한 예비보고서로 반도체 입문자들이 실험을 진행하기 이전 실험 계획서를 작성하는 것에 도움을 주고자 공개하는 자료이다.

실험을 계획하고 설계하는 과정에서 이론과 기기 특성에 대해 고찰함으로써 전자공학과 전기에 대해 더욱 깊이 이해할 수 있는 시간이 될 수 있길 기대한다. 


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